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Stromturbine mit Stautrichter Vorliegende Erfindung bezieht sich auf
eine Stromturbine mit Stautrichter, bei welcher das Wasser bei seiner Führung zu
der Turbine keine Richtungsänderung erhält, sondern erst in derr Turbine selbst
eine Ablenkung von der axialen in die radiale Richtung erfährt. Das Wesen der Erfindung
bilden zwei in einem doppeltrichterförmigen Gehäuse angeordnete Schaufelsysteme
von besonderer Bauart. Beide Systeme bestehen aus länglichen Schaufeln. Das eine
Schaufelsystem, das innere, ist feststehend, während das andere, das vorige außerhalb
umgebende und mit diesem konzentrisch bzw. konaxial angeordnete, durch das durch
die Turbine strömende Wasser in Drehung versetzt wird. Die Schaufeln des feststehenden
Systems bzw. Rades sind derart ausgebildet, daß sie das Wasser geteilt und gegen
die Stromrichtung abgelenkt den Schaufeln des äußeren Rades zuführen, an welchem
dann die Energie des strömendem Wassers zur Wirkung gelangt.
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In der beiliegenden Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform
einer gemäß der Erfindung konstruierten Turbine mit Stautrichter in Abb. i in senkrechtem
Längsschnitt mit Veranschaulichung der Gesamtanordnung dargestellt, während Abb.
a bis 6 Einzelheiten der drehbaren Turbinenteile darstellen. Gemäß der Erfindung
wird die neue Stromturbine im Strombett des Flußwassers eingebaut, und zwar derart,
daß die arb@eitendem Teile der Turbine vollkommen unter dem Wasserspiegel liegen.
Die Anordnung kann aber auch im Körper von Schleppschiffen oder zwischen zwei Schleppern
ausgeführt werden. -Bei Anordnungen im Schleppschiff muß natürlich dafür gesorgt
werden, daß das Flußwasser in dasselbe vorn ein- und hinten austreten kann.
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Beim dargestellten Beispiel ist die Vorrichtung auf den Grund i des
Flusses versenkt und in ein Gestell a aus Holz oder Eisen eingebaut, in welches
das in Pfeilrichtung 3 strömende Wasser durch entsprechende Durchbrechungen ungehindert
mit seiner vollen Kraft eintreten und aus welchem das Wasser nach voller Verwertung
seiner lebendigen Kraft frei austreten kann. Zwecks Sicherung der Lage des Gestelles
a sind üi beliebiger Anzahl und an entsprechenden Stellen äsen ¢ angebracht, mit
welchen das eine Ende von Säulen oder Ketten 5 verbunden ist, deren anderes Ende
zu am Ufer angebrachten Trommelhebevorrichtungen geführt ist.
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Am Gestell liegen vor der Eintrittsöffnung des Wassers in Spitzen
auslaufende Eisbrecher- und Ablenkbalken 7 aus Holz oder Eisen, welche in der Querrichtung
des Stromes in je nach Bedarf gewählter Anzahl
angeordnet werden.
Diese Balkenkonstruktionen ; verhindern das Eintreten n durch das Wasser mitgenommenen
größeren festen Körpezn in die Turbine oder das Anschlagen von Eistafeln bei Winterzeit
gegen die Konstruktion. Am oberen Ende sind die Balkenkonstruktionen 7 an der äußeren
Wand des Gestelles 2 gelenkig befestigt, und unten besitzen sie äsen 8, in welchen
das eine Ende von Seilen oder Ketten 9 befestigt ist. Das andere Ende der letzteren
läuft durch entsprechende Rollen zu Trommelhebevorrichtungen i i, welche auf den
Seitenwänden eines über dem Gestell e gebauten Häuschens io montiert sind. Durch
entsprechendes Drehen der Hebevorrichtungen können die Balkenkonstruktionen y um
ihre obere Kante der Drehachse verdreht und dadurch aus dem Wasser gehoben werden,
um von angesammeltem Laubwerk, Verunreinigungen usw. gereinigt zu werden.
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Hinter der in der Stromrichtung vorderen Wand des Gestelles ist eine
in entsprechenden Seitenwänden des Gestelles und des Häuschens geführte, sich a-qf
die ganze Breite des Gestelles 2 erstreckende Entleerungs- und Regulierschleuse
heb- und senkbar angebracht, bei deren vollkommen gesenkter Lage ein Zutritt des
Wassers zu der Vorrichtung verhindert wird, d. h. die Schleuse wirkt in dieser Lage
entleerend. Hingegen läßt die Schleuse in gehobener Stellung den Zutritt des Flußwassers
zu dem unten beschriebenen Stauschacht zu, wobei sie im Maße ihrer Hebung die Menge
des eintretenden Wassers regelt.
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Hinter der Schleuse 12 liegen zwei heb-und senkbare Filterschleusen
13, 14. in gleicher Anordnung wie die Schleuse 12; die. Schleusen 13, 1 4. sind
gitterartig ausgeführt und bewirken ein Filtrieren des durch die Schleuse 12 strömelnden
Wassers, bevor es in den Stauschacht eintritt, damit Steiinstücke, Kies usw. nicht
zu der Turbine gelangen können. Die Schleusen 13, 14 sind gewöhnlich in gesenkter
Lage und werden nur zwecks Reinigung gehoben.
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Hinter den Schleusen 13, 14 liegt der Stauschacht 15. Er ist unten
durch den Boden des Gestelles auf vier Seiten durch gegenüberliegende Wände des
Gestelles 2 und durch die Schleusen 13, 14 sowie durch eine Querwand 16 des Gestelles
begrenzt. Das in den durch diese Wände gebildeten Raum eintretende Flußwasser staut
sich zufolge seiner natürlichen Strömung, bevor es aus diesem Raum der Turbine zufließt.
Auf der dem Stauschacht zugekehrten Seite der Querwand 16 ist eine Anlaßschle'use
1 7 in den Seitenwänden des Gestelles 2 heb- und senkbar geführt. Diese Schleuse
gestattet in ihrer gehobenen Lage einen Zutritt des Wassers aus dem Stauschacht
zu der Turbine, wobei dieser Zutritt mit dem Maß der Hebung der Schleuse geregelt
werden kann. Die Schleuset 1 7 verhindert in ihrer gesenkten Lage den Zutritt von
Wasser zu der Turbine und setzt dadurch die Turbine außer Wirkung.
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Die Querwand 16 ist mit eitler mit der Schleuse zusammenwirkenden
Durchlaßöffnung 1 7 für das Wasser versehen, an welcher sich auf der äußeren Seite
ein Einlaßtrichter 18 anschließt. An den Trichter 18 schließt sich ein Schacht oder
Gegentrichter i c an, welcher zur Aufnahme einer zur Stromrichtung parallel oder
beinahe parallel liegenden Turbine dient, auf allen Seiden vollkommen geschlossen
und nur an seiner hinteren Wand mit epner entsprechenden Auslaßöffnung versehen
ist.
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Auf der Vorderseite des Trichters 18 ist ein Einlaßrohr zo befestigt,
welches von dem inneren glatten Ende des äußeren Drehmantels 21 umgeben ist, so
daß durch dieses Rohr zier äußere rotierende Teil der Turbine gelagert wird, wobei
zwecks dieser Lagerung ein Kugellager zwischen Rohr 20 und Mantelende 21 angeordnet
werden kann. Der äußere rotierende Mantel 21 der Turbine (Abt. i bis 3) besteht
aus einem Kranz von länglichen Schaufeln, die in der Weise geformt sind (Abb.3),
daß das eintretende Wasser, den Mantel durchströmend, mit seiner vollen Kraft ein
Drehmoment auf die Schaufeln ausübt. Der Drehhantel 2 i endet in einem propellerartigen
Trichter 22 (A.bb. 1, q. und 5),
welcher aus derart geformten Schaufeln (Abt.
4. und 5) zusammengestellt ist, daß die im aus der Turbine austretenden Wasser noch
enthaltene Kraft ebenfalls zur Erzeugung eines Drehmomentes nutzbar gemacht wird.
Die Schaufelkränze 21, z2 des äußeren Turbinenteilers sind fest miteinander verbunden
und übertragen das vom Wasser erhaltene Drehmoment auf eine mit dem Propeller 22
fest verbundene Welle 23. Die Welle 23 des Propellers 22 ist in einem am Gestell
2 befestigten Tragkörper 24. gelagert, wodurch das hintere Ende der Turbine getragen
wird. Innerhalb des äußeren Drehmantels 2 i liegt der innere feststehende, das Wasser
führende Teil 25 (Abt. 4 und 6) der Turbine, welcher ebenfalls aus einem Kranz von
länglichen Schaufeln besteht. Letztere sind derart geformt, daß dieselben dem eintretenden
Wasser auch ein seitliches Drehmoment erteilen, welches durch den äußeren Schaufelkranz
21 übernommen wird. Auf diese Weise wird die ganze Menge des in die Turbine eintretenden
Wassers zur Krafterzeugung nutzbar gemacht. Der Schaufelkranz
25
ist auf einer We#ll.e 26 befestigt (Abb. 1, q. und 6), deren vorderes Ende in einer
auf der Wand 16 des Gestelles 2 befestigten Lagerung 27 festgehalten (Abb. i), hingegen
das andere Ende mit einer länglichen Bohrung versehen ist, welche die Welle 23 aufnimmt
und daher gleichzeitig auch eine Lagerung bildet.
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Die durch die Turbine erzeugte Kraft wird durch ein am äußeren Ende
der Welle 23 befestigtes Zahnrad 34 auf ein auf der Welle 28 befestigtes Zahnrad
29 übertragen. Die auf diese Weise angetriebene Welle 28 erteilt durch Zahnräder
30, 31 der Welle 32 einen Antrieb, von welcher die Kraft mittels Riemenscheiben
usw. nach den Stellen übertragen wird, wo der Kraftbedarf besteht. Oberhalb der
ganzen Vorrichtung kann eine Decke 33 angebracht werden.
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Zwecks Hebung und Senkung der Schleusen 12, 13, 1q., 17 ist jede Schleuse
an je einem Seiloder einer Kette 121, 131, 141, 171 aufgehängt, welche durch entsprechend
angeordnete Leitrollen zu Trommelhebewerken 12°, 132, 142, 172 führen. Durch entsprechende
Verdrehung der letzteren mittels zugehöriger Kurbea werden die Schleusen je nach
Bedarf gehoben und gesenkt.
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Die Filterschleusen 13, 14 können auch während des Betriebes gereinigt
werden, zu welchem Zwecke zuerst die einte, z. B. die Schleuse 13, gehoben und gereinigt,
sodann gesenkt wird-- Darauf wird die; Schleuse 1¢ in gleicher Weisse behandelt,
so daß das eintretende Wasser auch während der Reinigung durch die eine Filterschleuse
beständig filtriert wird.
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Die Wirkungsweise der Turbine ist aus der obigen Beschreibung leicht
verständlich und bedarf keiner weiteren Erörterung. Zwecks Anlassens werden die
Schleusen 12, 17 mittels der Hebevorrichtungen 122, 172 entsprechend dem Leistungsbedarf
gehobren. Während des Betriebes wird die Schlag-und Treibkraft des Wassers vollkommen
ausgenutzt, da das strömende Wasser ohne Richtungsänderung und mit seiner vollen
Kraft der Turbine zugeführt wird.
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Wird die Vorrichtung in einen Schiffskörper oder zwischen zwei Schiffen
angebracht, so ist es möglich, die Lage der Vorrichtung zu ändern, d. h. dieselbe
jederzeit an der Stelle des Flusses zu benutzen, wo uie Verhältnisse zur Krafterzeugung
am meisten geeignet sind. Durch Anordnung des Gegentrichters i 9 wird die Turbine
von der Wirkung der Strömung der umgebenden Wassermenge geschützt, da letztere am
Zutritt zu der Turbine verhindert ist. Außerdem wird das umgebende Wasser durch
den Gegentrichter auf- beiden Seiten abgelenkt und gebrochen, so daß hinter der
Vorrichtung sozusagen ein Hohlraum entsteht, wodurch ein stoßfreier und von jeder
Rückwirkung freier Austritt der in der Turbine ausgenutzten Wassermenge ermöglicht
wird.
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Die beschriebene Vorrichtung ist zufolge ihrer billigen Herstellungsmöglichkeit
und einfachen Handhabung dazu geeignet, auch kleinere in der Nähe von Flüssen liegende
Ortschaften mit Triebkraft für gewerbliche Zwecke oder Elektrizitätserzeugung zu
versorgen.